SYNOPSYS 光学设计软件课程二十:设计容易制造与加工的非球面
1z?}'&: 在本课中,我们展示如何将球面替换成非球面,从而改善像质。 然后我们重新优化它,控制非球面与最接近球面(CFS)的RMS偏离,以便更容易制造。 KwuucY 这是一个初始镜头,一个校正不佳的三片式镜头: Dwp,d~z (如果您想自己运行此案例,始镜头名为6.RLE。) f8Iddm# 让我们做一个简单的优化运行。 首先,我们只使用球面。 这是MACro: ?13qDD: FETCH 6 V)j[`,M: PANT cJ;Nh>ey VLIST RAD 1 2 3 4 6 wI$a1H VY 1 TH 20 3 VY 2 TH FJ:^pROpm VY 3 TH 20 3 *yu}e)(0 VY 5 TH l3>S{ VLIST GLM 1 3 JZ:@iI5>+ END
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6A uM-,}7f7 AANT tAdE<).! AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION UEU/505 ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL V!W.P \D7bTn GNR .5 1 3 2 0 ,`@pi@<"# GNR .5 1 3 2 .5 9a}9cMJ^" GNR .5 1 3 2 .7 hF%M!otcJ- GNR .5 1 3 2 1. IS2cU' GNR .5 1 2 1 0 ,/42^|=Z6O GNR .5 1 2 3 0 @5Xo2}o-Q GNR .5 1 2 1 1 Wg']a/m GNR .5 1 2 3 1 -V2\s END #BC"bY 6b2UPI7m~ SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS k }=<51c SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES f"ZlJV a T5S4,.o9W 镜头质量得到改善,但5阶球差和3阶球差没有得到平衡: J2YQdCL 转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 B5b:znW2@ VY 1 G 3 r|Ui1f5 VY 1 G 6 0MG>77 VY 1 G 10 H iyg1 L:z0cvn" 正如所期望的那样,现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何? ASY列表给出了系数: ,>GHR{7>( SPECIAL SURFACE DATA D|]BFu)F ______________________________________________________________________________ : T*Q2 SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE wA)
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G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) bSB%hFp=Cp KZm&sk=QM- 我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度(CFS)。 输入命令 }E'0vf/ ADEF 1 PLOT. fab'\|Y *FlPGBjJ 该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化,是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 wP!X)p\ M 0 100 CLINK A#{63_H ADEF 1 XzUGlrp:Y# CD1 FILE 6 8Zv``t61 = CD1 &m5zd$6 iOE. .xA: 这里我们使用CLINK选项,它使优化程序运行下一个命令(在这种情况下为ADEF),然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 (要了解此强大功能,请在中键入HELP CLINKCW)。 ]lB zp D SYNOPSYS已经有了这种分析的命令,如用户手册的第10.3.3节所述,但如果没有,你会怎么做? 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作,并且如果您想要执行没有命令的操作,最好知道如何使用其他功能。 NGx3f3 9 加权因子100来自哪里? 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042,其他像差中最大的差异为0.045。 (要查看这些值,可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5,查看五个最大的像差,并得到下表(它位于FINAL ERROR列中)): J2UQq 7-y FINAL 5 zM'eqo>!c> ABERRATION LIST Ve,g9 I NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT /jbAf ]"F; 81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 FFHq':v A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 -d ntV= 9d(\/
7 103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 6Rc=!_v^ A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 l$42MRi/ 9U8M|W|d 157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 %y1!'R:ZW A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 gQ1obT"| hHs/Qtq 161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 -yqsJGY A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 7T~M`$h f:c'j` 163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 80xr zv A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 \2SbW7"/;P Bo 35L:r| 因此,这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 Sg#XcTG 我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行?当ADEF命令运行时,它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后,询问AI >lI7]hbIs BUFFER? ,:_c-d# OM*_%UF 看看放在哪里。 )uPJ?
2S9 BUFF? tne_]+ lqzt[z gN The current FILE BUFFER contains FG? Mc'r& 1 0.02051954 BEST FIT CV . "Ms7= 2 48.73404382 BEST FIT RD IwYeKN6s 3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT /{M<FVXK+| 4 0.50763222 VOL. REMOVED uuzV,q 5 0.00097815 PEAK DIFF. Q*ITs!~Z 6 0.00031781 RMS DIFF. "wUIsuG/p GES}o9?# 我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化,光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么? T j$'B[cv SYNOPSYS AI>ASY te_2"Z kA:Y^2X' SPECIAL SURFACE DATA R@e'=z[%1 ______________________________________________________________________________ exRw, Nk4 SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ,_z79tC{s G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) b3(*/KgK P_bB{~$4 ADEF 1 PLOT !MbzFs~ qxL\G &~ 现在RMS差异仅为0.00018。 在这里,我们的镜头只有43%的非球面偏离,并且性能基本相同。 3JazQU 现在调整加权因子可能是有意义的,分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 ,Oo`*'a[o7 通过拾取FILE 5,我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 bcIae0LZ M 0 50 CLINK FU`(mQ*Yd ADEF 1 W.wPy@yi CD1 FILE 5 @"w4R6l+* = CD1 tV}!_ C@M-_Ud>Q 并重新优化。 现在峰值偏离较小,仅0.00031毫米。 &L|oqXE0L 制造这种非球面有多难? 让我们来看看: ADEF 1 FRINGES qGk+4 yC 这是一个非常漂亮的柔和的非球面,只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 ^2+Ex+ 使用这些工具,人们可以利用非球面元件,同时要确保它们易于制造。
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